CN105749702A - 泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业有机废气处理技术领域，公开了一种利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法及装置。该方法通过将有机废气与带有吸收剂的泡沫接触作用后得到净化后气体，利用高效起泡剂与苯系物捕获剂吸收并分离苯系VOCs，并可实现高效VOCs组分的分离和回收。本发明方法利用泡沫相对表面积大的特点，增加废气与吸收剂作用的时间，实现对废气中的苯系物更加有效的吸收，达到高效去除废气中苯系物的目的。本发明优选使用的起泡剂表面活性强，在处理废气时的效率也自然提高，具有良好的社会效益和经济效益，且使用后的吸收剂可通过蒸馏的方法回收吸收得到的苯系物各组分，实现VOCs中各组分的分离和回收，吸收剂的循环利用。

Description

泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法及装置

技术领域

本发明属于工业有机废气处理技术领域，特别涉及一种利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法及装置。该方法利用利用高效起泡剂与苯系物捕获剂吸收并分离苯系VOCs，并可实现高效VOCs组分的分离和回收。

背景技术

在经济的快速发展的同时人类还面临着大气污染问题的挑战，随着国家对环保问题的重视程度的不断提高，对工业废气的处理要求也不断提高。工业废气中往往含有VOCs，长期吸入VOCs对人体健康造成危害，尤其是苯系物VOCs，因此对工业有机废气中的苯系物VOCs进行处理十分必要。

目前我国对苯系物VOCs处理技术有消除法和分离法。技术比较成熟、应用更加广泛的是消除法，但是消除法的治理成本较高，并且消除法是一种对苯系物的浪费。相对而言，分离法具有更加环保的理念，分离法在降低有机废气的苯系物浓度的同时能够将苯系物VOCs分离出来回收利用，分离法能更大限度地利用资源，创造跟多的价值，因此分离法处理苯系物VOCs具有很好的经济效益和社会效益。分离法对苯系物VOCs的处理目前应用比较广泛的是吸收法，是否具有高效的吸收效率将决定该处理工艺的经济效益高低。因此，研发具有高效吸收苯系物VOCs的方法势在必行。

本发明公开了一种利用起泡剂配合苯系物吸收剂形成具有高表面活性的气泡对苯系物VOCs进行吸收的方法，本方法利用气泡相对表面积大、密度大的特点延长有机废气与吸收剂的接触时间和增大接触面积，让吸收剂对有机废气中的苯系物VOCs吸收更充分，从而达到排放标准，吸收剂吸收饱和后进行蒸馏处理即可实现苯系物与吸收剂的分离，苯系物将产品化重新利用，吸收剂可继续用于吸收有机废气中的苯系物，因此具有很好的经济效益和社会效益。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法。该方法利用带有吸收剂的泡沫对有机废气进行处理，提高有机废气中苯系物VOCs与吸收剂的接触面积和增加接触时间，能够高效吸收VOCs，并实现VOCs中组分的分离和回收，有较好的经济效益和社会效益。

本发明另一目的在于提供一种用于上述方法的处理装置。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，通过将有机废气与带有吸收剂的泡沫接触作用后得到净化后气体。

所述的吸收剂为本领域常规使用的VOCs吸收剂即可，优选为二乙基羟胺(DEHA)、硅油(PDMS)、植物油中的至少一种。

所述的泡沫为由起泡剂形成CO₂得到的泡沫。

所述的起泡剂可为本领域任意已知可形成CO₂气体的起泡剂，优选由以下质量百分数的组分配置得到：45～55％十八烷基羟丙基磷酸酯三甲铵乙内酯、10～15％烷基磷酸酯、5～10％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、5～10％十二烷基咪唑啉甜菜碱、余量水混合制备。

本发明还提供一种用于上述方法的处理装置，包括依次连接的风机、吸收槽，吸收槽内从下而上设有曝气池2和气泡室3，吸收槽上方设有加药装置。

所述的加药装置包括相连接的加药箱4和发电机5。

所述的吸收槽出口处优选设置有破泡器6。设置破泡器有利于防止气泡等溢出。

所述的曝气池2和气泡室3相通。

所述的曝气池2内设有曝气装置。

更优选地，为了达到更好的去除效果，所述的吸收槽采用左右两房设计。经左房处理后的气体进入右房重复处理，实现提高吸附效率，使废气达到排放标准。

本发明所述的利用上述装置进行利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，具体包括以下步骤：

(1)经加药装置在气泡室3中加入起泡剂和吸收剂，形成带有吸收剂的泡沫；

(2)将有机废气经风机进入到吸收槽底部的曝气池2曝气，经过气泡室3与带有吸收剂的泡沫接触作用后排出，得到净化后气体。

所述有机废气优选进入风机前将有机废气通过滤网进行预处理；所述的预处理是为了除去废气中的较大颗粒物。

所述的滤网可为最大孔径为10μm的滤网和活性炭网中的至少一种。

所述的吸收槽的材质优选采用耐腐蚀材料。

所述有机废气经过曝气池初步吸附后再经过含吸附剂的气泡二次吸附进而达到可观的处理效果。

所述处理废气的方法为苯系物吸附剂配合带有苯系物吸附剂的气泡进行高效吸附。

上述方法中使用后的吸收剂可通过蒸馏的方法回收吸收得到的苯系物各组分，吸收剂可循环利用。

本发明所述方法具有对有机废气吸收彻底、处理效率高、工艺简单、反应条件易于实现等诸多优点，具有很好的使用价值和应用前景。

本发明利用表面活性强的起泡剂与吸收剂形成带吸收剂的气泡对有机废气进行处理。利用泡沫相对表面积大的特点，能增加废气与吸收剂作用的时间，让吸收剂更加有效地对废气中的苯系物吸收，达到高效去除废气中苯系物的目的。起泡剂的表面活性与泡沫稳定性、泡沫粘度及泡沫水回收率之间是相互关联的。表面活性强、泡沫粘度大的起泡剂，生成的泡沫稳定性较好，泡沬水回收率较高。本发明优选使用的起泡剂表面活性强，在处理废气时的效率也自然提高，具有良好的社会效益和经济效益，具有很好的开发前景。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

(1)与传统吸收法处理VOCs方法相比具有更高的吸收效率，本发明由于起泡剂制造泡沫，泡沫具有粘度大、比表面积大的特性，增加了有机废气与吸收剂的接触面积和接触时间，因而具有更高的效率。

(2)有机废气经本发明方法和装置处理后能实现无害化处理，并回收利用苯系物组分，具有较好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明装置结构原理示意图。其中，1-进气口，2-曝气池，3-气泡室，4-加药箱，5-发电机，6-破泡器。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种用于进行利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法的处理装置，如图1所示，包括风机和吸收槽，吸收槽内由下而上设有曝气池2、气泡室3，吸收槽上方设有起泡剂的加药装置，加药装置包括相连接的加药箱4和发电机5，吸收槽出口处优选设置有破泡器6。

所述曝气池2和气泡室3相通。吸收槽采用左右两房设计。经左房处理后的气体进入右房重复处理，实现提高吸附效率，使废气达到排放标准。所述的曝气池2采用耐腐蚀材料加工而成，不易被酸碱性强的溶液所腐蚀并且具有一定的耐高温性。所述曝气池2内设有曝气装置。

有机废气从风机的进气口1进入处理装置，经曝气池2曝气后，进入气泡室3，药箱4由发电机5控制往气泡室加入起泡剂和吸收剂，起泡剂与吸收剂共同作用形成带有吸收剂的泡沫，有机废气与泡沫接触作用后，经破泡器6排出。破泡器可实现破泡，使起泡液回流至吸收槽中。

吸收槽底部设有出水口，可排空反应液。

吸收了苯系物VOCs的反应液经蒸馏处理后分离得到苯系物和吸收液，吸收液含有起泡剂和吸收剂，可直接投入装置中，重新被利用于对苯系物的吸收，实现循环利用，分离出的苯系物可产品化。

一种利用上述处理装置进行利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法(以甲苯为例)，包括以下步骤：

由发电机5控制药箱4往吸收槽中加入以50wt％十八烷基羟丙基磷酸酯三甲铵乙内酯、10wt％烷基磷酸酯、7.5wt％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、7.5wt％十二烷基咪唑啉甜菜碱、25wt％水混合制备的起泡剂5kg和吸收剂DEHA25kg，将含有甲苯浓度为3000mg/m³的有机废气从风机的进气口1进入处理装置，进气量为200L/h，经曝气池2曝气初步吸附后，进入气泡室3与带有吸收剂的泡沫二次接触作用，经破泡器6排出。在出气口测得甲苯浓度为124mg/m³，甲苯的去除率为95.9％。

相同操作下，吸收槽中加入5kg蒸馏水和25kgDEHA作为起泡剂和吸收剂，对同样浓度的甲苯废气进行处理，在出气口测得甲苯浓度为1346mg/m³，甲苯的去除率为55.1％，相对于采用起泡剂混合法吸收率降低了40.8％，可见，本发明方法对甲苯具有更高的去除效率。

实施例2

一种利用上述处理装置进行利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法(以苯为例)，包括以下步骤：

由发电机5控制药箱4往吸收槽中加入以50wt％十八烷基羟丙基磷酸酯三甲铵乙内酯、10wt％烷基磷酸酯、7.5wt％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、7.5wt％十二烷基咪唑啉甜菜碱、25wt％水混合制备的起泡剂5kg和吸收剂DEHA25kg，将含有苯浓度为3000mg/m³的废气从风机的进气口1进入处理装置，进气量为500L/h，经曝气池2曝气初步吸附后，进入气泡室3与带有吸收剂的泡沫二次接触作用后，经破泡器6排出。在出气口测得苯浓度为134mg/m³，苯的去除率为95.5％。

相同操作下，吸收槽中加入5kg蒸馏水和25kgDEHA作为起泡剂和吸收剂，对同样浓度的含有苯的废气进行处理，在出气口测得苯浓度为1645mg/m³，苯的吸收率为45.2％，相对于采用起泡剂混合法吸收率降低了40.3％，可见，本发明方法对苯具有更高的去除效率。

吸收了苯系物VOCs的反应液经110.6℃蒸馏处理后分离得到苯系物和吸收液，吸收液含有起泡剂和吸收剂，可直接投入装置中，重新被利用于对苯系物的吸收，分离出的苯系物可产品化。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，其特征在于通过将有机废气与带有吸收剂的泡沫接触作用后得到净化后气体。

2.根据权利要求1所述的利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，其特征在于：所述的吸收剂为二乙基羟胺、硅油和植物油中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，其特征在于：所述的泡沫为由起泡剂形成CO₂得到的泡沫。

4.根据权利要求3所述的利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，其特征在于：所述的起泡剂由以下质量百分数的组分配置得到：45～55％十八烷基羟丙基磷酸酯三甲铵乙内酯、10～15％烷基磷酸酯、5～10％脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、5～10％十二烷基咪唑啉甜菜碱、余量水混合制备。

5.一种用于权利要求1～4任一项所述的利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法的处理装置，其特征在于包括依次连接的风机、吸收槽，吸收槽内从下而上设有曝气池2和气泡室3，吸收槽上方设有加药装置。

6.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于：所述的加药装置包括相连接的加药箱4和发电机5。

7.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于：所述的吸收槽出口处设置有破泡器6。

8.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于：所述的曝气池2内设有曝气装置。

9.根据权利要求5所述的处理装置，其特征在于：所述的吸收槽采用左右两房设计。

10.一种利用权利要求5所述的处理装置利用泡沫吸收法处理有机废气中苯系物VOCs的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

(1)经加药装置在气泡室3中加入起泡剂和吸收剂，形成带有吸收剂的泡沫；

(2)将有机废气经风机进入到吸收槽底部的曝气池2曝气，经过气泡室3与带有吸收剂的泡沫接触作用后排出，得到净化后气体。